close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14830

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 14830
(13) C1
(19)
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 35/18 (2006.01)
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА
(21) Номер заявки: a 20100566
(73) Патентообладатель: Учреждение образо(22) 2010.04.15
вания "Белорусский государственный
(71) Заявитель: Учреждение образования
технологический университет" (BY)
"Белорусский государственный тех- (56) BY 8387 C1, 2006.
нологический университет" (BY)
GB 447452, 1936.
(72) Авторы: Левицкий Иван Адамович;
JP 2003-335575 A.
Кичкайло Ольга Владимировна (BY)
RU 2329239 C1, 2008.
RU 2352542 C2, 2009.
US 2002/0044770 A1.
BY 14830 C1 2011.10.30
(57)
Керамическая масса, включающая каолин, песок кварцевый, углекислый литий, глину
огнеупорную и глинозем, отличающаяся тем, что дополнительно содержит колеманит
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
каолин
46,2-49,5
песок кварцевый
14,8-18,6
углекислый литий 14,1-14,4
глина огнеупорная 15,4-16,0
глинозем
0,5-4,5
колеманит
1,0-5,0.
Изобретение относится к технологии керамики, в частности к составам керамических
литийсодержащих масс с низкими значениями температурного коэффициента линейного
расширения (ТКЛР) для изготовления универсальной термостойкой посуды шликерным
литьем в гипсовые формы.
Известна шихта для изготовления керамического материала [1], включающая следующие компоненты, мас. %: каолин - 58,0; песок кварцевый - 25,7; углекислый литий - 16,3.
Недостатками известной керамической массы являются сравнительно невысокая термическая стойкость, составляющая 35 теплосмен воздух-вода без разрушения (10-1000 °С), и
повышенная температура спекания изделий, находящаяся в пределах 1200-1300 °С.
Наиболее близким к заявляемому керамическому материалу по технической сущности
и достигаемому результату является состав массы [2], содержащий следующие компоненты, мас. %: каолин - 50,0; песок кварцевый - 18,8; углекислый литий - 14,5; огнеупорная
глина - 16,2; глинозем - 0,5.
Недостатками известной керамической массы являются сравнительно высокие значения водопоглощения и недостаточная стойкость к термоудару изделий.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение термостойкости, снижение
водопоглощения изделий, обеспечиваемые при температуре обжига 1100 °С.
BY 14830 C1 2011.10.30
Поставленная задача достигается тем, что керамическая масса включает каолин, песок
кварцевый, углекислый литий, глину огнеупорную, глинозем и отличается тем, что дополнительно содержит колеманит при следующем соотношении компонентов, мас. %:
каолин
46,2-49,5
песок кварцевый
14,8-18,6
углекислый литий
14,1-14,4
глина огнеупорная
15,4-16,0
глинозем
0,5-4,5
колеманит
1,0-5,0.
Известно введение таких борсодержащих добавок, как 2SrO⋅B2O3 [3] и B2O3 [4], с целью
стабилизации термического коэффициента линейного расширения в интервале температур
20-200 °С и повышения механических свойств литиевой керамики соответственно.
Введение колеманита с целью снижения ТКЛР, повышения стойкости к термоудару керамических изделий, обеспечиваемых при указанном составе и соотношении компонентов
керамической массы, предназначенной для изготовления изделий бытового назначения
методом шликерного литья, по научной литературе и патентным источникам не выявлено.
Химический состав сырья и составляющих компонентов масс приведен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав сырья и составляющих компонентов масс
Оксиды и их содержание, мас. %
Наименование
компонента
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O Li2O B2O3 П.п.п.
Каолин просяновский
49,72 34,75 0,42 0,5 0,56 0,32 0,23 1,0
_
12,5
(ГОСТ 21286-82)
Глина огнеупорная
(ТУ 14.2-0028204956,54 29,68 0,62 0,8 0,7 0,75 0,45 1,73
8,73
001-2002)
Песок кварцевый
98,5 0,12 0,19 0,01 0,13 0,25 0,4 0,3
0,1
(ГОСТ 7031-75)
Углекислый литий
40,4
59,6
(ТУ 60937228-83)
Глинозем технический
99,9
0,1
(ГОСТ 6912-87)
Колеманит
- 36,5 44,8 18,7
Предлагаемое изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
Пример 1
Керамическая масса, включающая, мас. %: каолин 49,5; глину огнеупорную 18,6; песок
кварцевый 14,4; углекислый литий 16,0; глинозем 0,5; колеманит 1,0, готовится шликерным методом. Предварительно измельченные до размера зерен не более 5 мм компоненты
загружаются в шаровую мельницу мокрого помола в две стадии: в первую стадию загружают кварцевый песок, глинозем, глину огнеупорную, во вторую - каолин, углекислый литий,
колеманит. Для обеспечения требуемых литьевых характеристик в состав шликера вводится комплексный электролит, включающий кальцинированную соду, жидкое натриевое
стекло и углещелочной реагент. Количество электролита составляло 0,53-0,56 мас. %
(сверх 100 % составляющих). Помол производится до остатка на контрольном сите с сеткой № 0063 К в количестве не более 1,5 %. Изготовление изделий осуществляется литьем
в гипсовые формы. Время набора черепка в зависимости от вида изделий составляет 15-30
мин. После извлечения из гипсовых форм оправленные изделия подаются на сушку. Сушка изделий производится при температуре 100 ± 10 °С. Обжиг полуфабрикатов продукции
осуществляется при 1100 °C с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 ч.
2
BY 14830 C1 2011.10.30
Остальные примеры выполняются аналогично и иллюстрируются составами, приведенными в табл. 2.
Таблица 2
Составы заявляемых масс и прототипа
Номер состава заявляемого изобретения
Состав массы, мас. %
Прототип [2]
1
2
3
Каолин
49,5
47,5
46,2
50,0
Песок кварцевый
18,6
17,2
14,8
18,8
Углекислый литий
14,4
14,1
14,1
14,5
Глина огнеупорная
16,0
15,7
15,4
16,2
Глинозем
0,5
2,5
4,5
0,5
Колеманит
1
3
5
В табл. 3 приведены физико-химические характеристики заявляемых масс в сравнении
с прототипом.
Таблица 3
Физико-химические свойства заявляемых масс и прототипа
Номер состава заявляемого изобретения Прототип
Показатели свойств
[2]
1
2
3
Температура обжига, °C
1100
1100
1100
1100
Прочность при изгибе, МПа
37,42
38,76
38,64
36,81
Усадка общая, %
2,3
Термостойкость, количество теплосмен воздух-вода без разрушения
>100
>100
>100
>60
(10-1000 °С)
Водопоглощение, %
21,9
18,9
18,9
26,1
3
Плотность кажущаяся, кг/м
1460
1500
1610
1383
Пористость открытая, %
32,3
28,4
30,5
36,1
ТКЛР в интервале температур
7,1
5,6
7,9
11,5
20-700 °С, α⋅107, K-1
Текучесть шликера, с,
после выстаивания в течение
30 с
8,3
7,8
8,1
8,2
30 мин
13,8
13,0
13,4
13,5
Коэффициент загустеваемости
1,66
1,67
1,66
1,65
шликера
Как видно из приведенных данных, улучшены показатели стойкости к термоудару образцов изделий при нагревании до 1000 °С с выдержкой при ней в течение 30 мин и последующим резким охлаждением в воде до 10 °С. Так, у материала известного состава эти
значения составляют 60 теплосмен против 100 теплосмен у образцов заявляемого состава.
Это увеличение является существенным, так как обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик изделий, предназначенных для приготовления пищи на различных
источниках нагрева, обеспечиваемых при температуре обжига 1100 °C.
Это обусловлено уменьшением ТКЛР керамического черепка для заявляемого решения,
значения которого в интервале температур 20-700 °С для образцов снижены по сравнению
с известным решением. Так, у заявляемой массы эти показатели составляют от 5,6⋅10-7 до
7,9⋅10-7 K-1. У известной массы это значение составляет 11,5⋅10-7 К-1, что превышает заявляемое решение.
3
BY 14830 C1 2011.10.30
Кроме того, заявляемая масса обладает сниженными показателями водопоглощения,
обеспечиваемыми при температуре обжига 1100 °C. Так, у заявляемого решения водопоглощение составляет 18,9-21,9 % против 26,1 % у известного состава.
Другие показатели свойств изделий из заявляемой массы - прочность при изгибе, усадка, литьевые характеристики - находятся на уровне образцов прототипа.
Основными кристаллическими фазами в полученном материале являются β-сподумен и
его твердые растворы с кварцем, рациональное сочетание которых придает керамическому материалу высокую термостойкость и низкое значение ТКЛР.
Заявляемый состав может быть использован на ОАО "Белхудожкерамика" и РУП "Витебский завод радиодеталей Монолит".
Источники информации:
1. Масленникова Г.Н., Харитонов Ф.Я. Электрокерамика, стойкая к термоударам. - М.:
Энергия, 1977. - С. 155-159.
2. Керамическая масса: Патент РБ 8387, МПК7 C 04B 35/19/И.А. Левицкий, О.В. Кичкайло. № a 20040318; заявл. 08.04.04; опубл. 12.05.06 // Афiцыйны бюл. - 2006. - № 4. С. 73 (прототип).
3. Шихта для изготовления керамического материала: А.с. СССР 566802, МПК C 04B
35/14 / В.З.Гиндулина, В.И.Павлова. № 2348377/33; заявл. 12.04.76; опубл. 30.07.77 // Открытия. Изобретения. - 1977. - № 28. - С. 64.
4. Керамика, устойчивая к термоударам, и способ ее изготовления: Заявка Японии
3034808, МПК7 C 04B 35/19 / Mizuno Fukuzo. № 08238844; заявл. 10.09.1996; опубл.
17.04.2000 // Изобретения стран мира. - 2001. - Вып. 40. - № 4. - С. 14.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
96 Кб
Теги
by14830, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа